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冲击危险区域多元地球物理指标动态辨识方法及其应用
1
作者
王爱文
李超
+5 位作者
潘一山
宋义敏
范德威
魏传奇
于新河
卢闯
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期2573-2588,共16页
精准识别冲击危险区域并给出危险程度及其演化规律对冲击地压防治具有重要意义。采用变形局部化与多元地球物理指标空间扫描相结合的方法,探究大能量事件发生区域的微震前兆特征,追踪冲击危险区域的动态演化过程。基于变形局部化原理,...
精准识别冲击危险区域并给出危险程度及其演化规律对冲击地压防治具有重要意义。采用变形局部化与多元地球物理指标空间扫描相结合的方法,探究大能量事件发生区域的微震前兆特征,追踪冲击危险区域的动态演化过程。基于变形局部化原理,利用梯度显著性指标识别变形局部化区域,圈定冲击危险区域;采用滑动窗扫描方法,研究了变形局部化区域内的b、A(b)、S等物理指标空间分布特征,以掘进期间梯度显著性指标识别的微震聚集区域内大能量微震事件对应的b、A(b)、S、△F、A(t)作为划分工作面回采期间冲击危险等级的阈值;利用贝叶斯网络法分析各个物理指标预测危险区域的效能,构建综合预测危险区域模型,计算物理指标权重并得到综合预测指标,并以513工作面进行实例分析。结果表明:地球物理指标可以识别微震聚集信号,判断危险区域,根据513工作面实际监测数据判断出3个微震事件聚集区域;物理指标的空间扫描结果与微震数据的聚集区域具有同步的特征,大能量事件发生时,所在区域的物理指标值高于冲击危险阈值,物理指标空间扫描辨识的危险区域与微震数据聚集区域基本一致;利用综合预测危险区域模型,对工作面回采期间危险区域进行迭代式预测,结果表明:冲击危险事件多发生在综合预测指标所预测的强冲击危险区域内,并随着回采期间微震数据的叠加,强冲击危险区域逐步集中,与冲击危险事件位置的重合度更高。综合预测指标预测效能总体高于单个物理指标,显著增强了精准预测冲击危险区域的能力。
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关键词
冲击地压
变形局部化
危险区域
多元地球物理指标
动态辨识
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职称材料
梯度围岩结构应力波透射模型与传播衰减规律
被引量：
6
2
作者
王爱文
孙郑齐
+5 位作者
潘一山
范德威
李超
于新河
王岗
卢闯
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期1969-1984,共16页
锚杆支护与钻孔卸压等方式改变巷道围岩介质属性,形成具有三介质两结构面的巷道梯度围岩结构,增加对应力波的吸收与衰减能力,防止巷道冲击破坏。为揭示巷道梯度围岩结构中应力波传播衰减规律,建立了梯度围岩结构应力波透射模型,从弹性...
锚杆支护与钻孔卸压等方式改变巷道围岩介质属性,形成具有三介质两结构面的巷道梯度围岩结构,增加对应力波的吸收与衰减能力,防止巷道冲击破坏。为揭示巷道梯度围岩结构中应力波传播衰减规律,建立了梯度围岩结构应力波透射模型,从弹性波在介质交界面处的波场分解和能量分配角度出发,分析了卸压带密度以及应力波入射角度对能量系数的影响,发现梯度围岩卸压带的密度和入射角对各折反射波的能量系数具有显著影响,揭示了梯度围岩结构的吸能防冲力学机理。基于不同梯度围岩结构模型的数值计算,综合应力波的波幅衰减系数、波阻抗匹配系数、能量吸收占比、能量衰减系数等参量,对比分析巷道梯度围岩结构对应力波传播衰减的影响规律。研究结果表明:梯度围岩结构卸压带宽度增加,应力波振动频率降低,波幅衰减系数随之增加,能量衰减系数呈上升趋势,提高了梯度围岩结构的缓冲与隔震性能,增强了巷道的防冲能力;卸压带宽度较小时,会引起应力波在梯度结构中的复杂叠加,使得应力波在局部区域幅值激增,合理的卸压带宽度能够避免应力波在三介质两结构面结构中的复杂叠加。卸压带内钻孔间排距减小,梯度围岩结构卸压带中介质的弹性模量与密度下降,能量吸收占比增加,提高了对应力波的吸波性能。梯度围岩结构中“三带”的波阻抗匹配系数越大,能量衰减系数越大,即“三带”的介质性质差异越大,梯度围岩对于应力波的吸收衰减效果越好,通过调控卸压钻孔的深度与间排距改变卸压带的尺寸和物理力学性能,可有效提高梯度围岩结构的吸波、缓冲、隔震性能。结合工程实例分析证实了梯度围岩结构可有效吸收冲击地压产生的应力波能量,避免冲击地压灾害发生。
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关键词
冲击地压
梯度围岩结构
应力波
衰减系数
波阻抗
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职称材料
高瓦斯煤层综放工作面瓦斯运移规律实测研究
被引量：
2
3
作者
张延斌
秦子晗
+2 位作者
于新河
幺洪武
尹立军
《煤矿开采》
北大核心
2015年第2期81-84,94,共5页
以某矿S2205综放工作面为例,通过长期现场观测并结合数值模拟对综放工作面的瓦斯涌出规律进行研究,得到S2205工作面瓦斯涌出量的不同来源及各自所占比例,其中采空区内的瓦斯涌出量约占到工作面风排瓦斯涌出量的48.1%。同时对开采初期和...
以某矿S2205综放工作面为例,通过长期现场观测并结合数值模拟对综放工作面的瓦斯涌出规律进行研究,得到S2205工作面瓦斯涌出量的不同来源及各自所占比例,其中采空区内的瓦斯涌出量约占到工作面风排瓦斯涌出量的48.1%。同时对开采初期和正常回采期间的瓦斯涌出变化情况进行了统计和分析,发现瓦斯涌出量的变化与工作面矿压显现有着直接的联系,基本顶的垮落造成工作面前方煤体裂隙扩大和增加,并挤压采空区而导致瓦斯涌入工作面,造成工作面瓦斯涌出量的增大甚至超限。通过对综放工作面瓦斯涌出规律的分析,可以为高瓦斯综放工作面的瓦斯防治提供指导依据。
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关键词
综放开采
瓦斯运移规律
瓦斯涌出量
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职称材料
题名
冲击危险区域多元地球物理指标动态辨识方法及其应用
1
作者
王爱文
李超
潘一山
宋义敏
范德威
魏传奇
于新河
卢闯
机构
辽宁工程技术大学矿业学院
辽宁大学灾害岩体力学研究所
北方工业大学土木工程学院
吉林省龙家堡矿业有限责任公司
辽宁大学环境学院
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期2573-2588,共16页
基金
国家重点研发计划资助项目(2022YFC3004605)
国家自然科学基金面上资助项目(52374201,51974150)。
文摘
精准识别冲击危险区域并给出危险程度及其演化规律对冲击地压防治具有重要意义。采用变形局部化与多元地球物理指标空间扫描相结合的方法,探究大能量事件发生区域的微震前兆特征,追踪冲击危险区域的动态演化过程。基于变形局部化原理,利用梯度显著性指标识别变形局部化区域,圈定冲击危险区域;采用滑动窗扫描方法,研究了变形局部化区域内的b、A(b)、S等物理指标空间分布特征,以掘进期间梯度显著性指标识别的微震聚集区域内大能量微震事件对应的b、A(b)、S、△F、A(t)作为划分工作面回采期间冲击危险等级的阈值;利用贝叶斯网络法分析各个物理指标预测危险区域的效能,构建综合预测危险区域模型,计算物理指标权重并得到综合预测指标,并以513工作面进行实例分析。结果表明:地球物理指标可以识别微震聚集信号,判断危险区域,根据513工作面实际监测数据判断出3个微震事件聚集区域;物理指标的空间扫描结果与微震数据的聚集区域具有同步的特征,大能量事件发生时,所在区域的物理指标值高于冲击危险阈值,物理指标空间扫描辨识的危险区域与微震数据聚集区域基本一致;利用综合预测危险区域模型,对工作面回采期间危险区域进行迭代式预测,结果表明:冲击危险事件多发生在综合预测指标所预测的强冲击危险区域内,并随着回采期间微震数据的叠加,强冲击危险区域逐步集中,与冲击危险事件位置的重合度更高。综合预测指标预测效能总体高于单个物理指标,显著增强了精准预测冲击危险区域的能力。
关键词
冲击地压
变形局部化
危险区域
多元地球物理指标
动态辨识
Keywords
rockburst
deformation failure localization
rockburst hazard areas
multivariate geophysical indicators
dynamic identification
分类号
TD324 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
梯度围岩结构应力波透射模型与传播衰减规律
被引量：
6
2
作者
王爱文
孙郑齐
潘一山
范德威
李超
于新河
王岗
卢闯
机构
辽宁工程技术大学力学与工程学院
辽宁大学灾害岩体力学研究所
辽宁大学环境学院
辽宁工程技术大学矿业学院
吉林省龙家堡矿业有限公司
出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期1969-1984,共16页
基金
国家自然科学基金面上资助项目(51974150)
辽宁省“兴辽英才计划资助项目”(XLYC2007025)
国家重点研发计划资助项目(2022YFC3004605)。
文摘
锚杆支护与钻孔卸压等方式改变巷道围岩介质属性,形成具有三介质两结构面的巷道梯度围岩结构,增加对应力波的吸收与衰减能力,防止巷道冲击破坏。为揭示巷道梯度围岩结构中应力波传播衰减规律,建立了梯度围岩结构应力波透射模型,从弹性波在介质交界面处的波场分解和能量分配角度出发,分析了卸压带密度以及应力波入射角度对能量系数的影响,发现梯度围岩卸压带的密度和入射角对各折反射波的能量系数具有显著影响,揭示了梯度围岩结构的吸能防冲力学机理。基于不同梯度围岩结构模型的数值计算,综合应力波的波幅衰减系数、波阻抗匹配系数、能量吸收占比、能量衰减系数等参量,对比分析巷道梯度围岩结构对应力波传播衰减的影响规律。研究结果表明:梯度围岩结构卸压带宽度增加,应力波振动频率降低,波幅衰减系数随之增加,能量衰减系数呈上升趋势,提高了梯度围岩结构的缓冲与隔震性能,增强了巷道的防冲能力;卸压带宽度较小时,会引起应力波在梯度结构中的复杂叠加,使得应力波在局部区域幅值激增,合理的卸压带宽度能够避免应力波在三介质两结构面结构中的复杂叠加。卸压带内钻孔间排距减小,梯度围岩结构卸压带中介质的弹性模量与密度下降,能量吸收占比增加,提高了对应力波的吸波性能。梯度围岩结构中“三带”的波阻抗匹配系数越大,能量衰减系数越大,即“三带”的介质性质差异越大,梯度围岩对于应力波的吸收衰减效果越好,通过调控卸压钻孔的深度与间排距改变卸压带的尺寸和物理力学性能,可有效提高梯度围岩结构的吸波、缓冲、隔震性能。结合工程实例分析证实了梯度围岩结构可有效吸收冲击地压产生的应力波能量,避免冲击地压灾害发生。
关键词
冲击地压
梯度围岩结构
应力波
衰减系数
波阻抗
Keywords
rockburst
gradient structure surrounding rock
stress wave
attenuation factor
wave impedance
分类号
TD324 [矿业工程—矿井建设]
TD325 [矿业工程—矿井建设]
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职称材料
题名
高瓦斯煤层综放工作面瓦斯运移规律实测研究
被引量：
2
3
作者
张延斌
秦子晗
于新河
幺洪武
尹立军
机构
辽源矿业集团公司
天地科技股份有限公司开采设计事业部
吉林省龙家堡矿业有限责任公司
出处
《煤矿开采》
北大核心
2015年第2期81-84,94,共5页
基金
中国煤炭科工集团有限公司科技项目科技创新基金青年基金(2014QN035)
天地科技股份有限公司开采设计事业部青年创新基金(KCSJ-QNCX-2014-09)
文摘
以某矿S2205综放工作面为例,通过长期现场观测并结合数值模拟对综放工作面的瓦斯涌出规律进行研究,得到S2205工作面瓦斯涌出量的不同来源及各自所占比例,其中采空区内的瓦斯涌出量约占到工作面风排瓦斯涌出量的48.1%。同时对开采初期和正常回采期间的瓦斯涌出变化情况进行了统计和分析,发现瓦斯涌出量的变化与工作面矿压显现有着直接的联系,基本顶的垮落造成工作面前方煤体裂隙扩大和增加,并挤压采空区而导致瓦斯涌入工作面,造成工作面瓦斯涌出量的增大甚至超限。通过对综放工作面瓦斯涌出规律的分析,可以为高瓦斯综放工作面的瓦斯防治提供指导依据。
关键词
综放开采
瓦斯运移规律
瓦斯涌出量
Keywords
full-mechanized caving mining
methane migration rule
methane gushing amount
分类号
TD712.52 [矿业工程—矿井通风与安全]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
冲击危险区域多元地球物理指标动态辨识方法及其应用
王爱文
李超
潘一山
宋义敏
范德威
魏传奇
于新河
卢闯
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
2
梯度围岩结构应力波透射模型与传播衰减规律
王爱文
孙郑齐
潘一山
范德威
李超
于新河
王岗
卢闯
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
6
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职称材料
3
高瓦斯煤层综放工作面瓦斯运移规律实测研究
张延斌
秦子晗
于新河
幺洪武
尹立军
《煤矿开采》
北大核心
2015
2
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职称材料
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